Introducción general
IDEA StatiCa Member es un software de ingeniería estructural para el diseño estructural y la verificación normativa de elementos de acero, incluyendo sus uniones y las vigas y columnas circundantes necesarias.
Ejemplos típicos de elementos de acero no habituales
Existen muchas herramientas excelentes para el diseño de pórticos 3D de acero: SAP2000, Robot Structural Analysis, SCIA Engineer, etc.
Cubren casi todos los requisitos de los proyectistas de estructuras de acero. Pero aun así, quedan cuestiones con muchos interrogantes. Principalmente en:
- Uniones, detalles, nodos
- Estabilidad y pandeo
IDEA StatiCa se centra en las partes más complejas de las estructuras de acero y ofrece:
- IDEA StatiCa Connection para la verificación de nodos y uniones de cualquier topología
- IDEA StatiCa Member para resolver todas las cuestiones no resueltas de estabilidad y pandeo
Todo ingeniero estructural suele calcular la estructura de acero en algún software de análisis 3D por elementos finitos. Después, necesita tomar los elementos de acero uno por uno y realizar dos comprobaciones principales para los elementos de acero:
- Verificación de la sección
- Verificación de la estabilidad
Utiliza los esfuerzos internos calculados y aplica las fórmulas de análisis definidas principalmente en la normativa de diseño nacional.
Se aplica el mismo enfoque en Member para acero.
El ingeniero estructural calcula la estructura de acero (pórtico) en el software de análisis 3D por elementos finitos. El elemento analizado y todos los elementos relacionados con él se separan de la estructura 3D modelada y se resuelven mediante CBFEM.
- El análisis global del pórtico de acero se realiza en el software de análisis 3D por elementos finitos.
- Todos los elementos analizados se modelan mediante CBFEM.
- Se utiliza un modelo más sencillo para todos los elementos relacionados (conectados en nodos). Los elementos relacionados pueden estar apoyados en su extremo.
- Los nodos y las uniones se diseñan en la interfaz de usuario de IDEA StatiCa Connection.
- Se pueden aplicar operaciones de fabricación específicas sobre el elemento: rigidizadores transversales o longitudinales, aberturas, cortes...
- Las cargas pueden aplicarse sobre los elementos y en los extremos de los elementos relacionados (principio de equilibrio, como en Connection).
- El elemento analizado se carga con las cargas estándar derivadas de los esfuerzos internos calculados (durante la importación del modelo y las hipótesis de carga). El usuario puede seleccionar la posición de la carga, por ejemplo, en el ala superior de la viga.
- Los elementos relacionados se cargan con cargas estándar y esfuerzos internos en los extremos.
CBFEM modelo de una columna. Una columna analizada, cuatro elementos relacionados y un modelo preciso del anclaje
Modelo CBFEM de una viga alveolar entre dos columnas
El modelo de análisis de Member se crea mediante CBFEM. Member ofrece tres tipos de análisis:
- MNA – Análisis No Lineal Material.
- LBA – Análisis de Pandeo Lineal (estabilidad)
- GMNIA – Análisis No Lineal Geométrico y Material con Imperfecciones
Los ingenieros estructurales pueden realizar en Member, a un nivel mucho más elevado, la misma verificación que en los flujos de trabajo estándar:
- Verificación de la sección: se utiliza MNA. Se aplica una verificación de deformación del 5 %.
- Verificación de la estabilidad: LBA indica la forma del colapso por estabilidad y orienta sobre cómo debe definirse la imperfección. Posteriormente se utiliza GMNIA. Se aplica una verificación de deformación del 5 % o la obtención de la carga máxima (fin de la convergencia).
Se utiliza el mismo modelo que en IDEA StatiCa Connection: el Método de los Elementos Finitos Basado en Componentes.
Fundamentos teóricos de IDEA StatiCa Connection
Descripción del modelo
La aplicación IDEA StatiCa Member trabaja con un modelo multinivel de la estructura con cargas combinadas. El objetivo es un análisis y una verificación adecuados de los elementos seleccionados de una estructura, denominados elementos "analizados".
Otras partes del modelo son:
- Elemento(s) relacionado(s) – todos los elementos conectados al elemento o elementos analizados
- Unión(es) – unión(es) CBFEM entre elementos analizados y relacionados
- Apoyos en los extremos de los elementos relacionados
- Cargas sobre el elemento analizado
- Cargas sobre los elementos relacionados
- Esfuerzos en los extremos de los elementos relacionados
Modelo CBFEM de un elemento como parte de un sistema de arriostramiento sísmico
El elemento analizado se "separa" de la estructura y se analiza por separado. Todas las cargas sobre el elemento analizado y los elementos relacionados deben aplicarse tal como en el modelo 3D de toda la estructura. En los puntos de "corte", que se realiza en los extremos de los elementos relacionados, los esfuerzos internos se aplican como acciones sobre los elementos. La estructura separada, cargada de esta manera, se encuentra en equilibrio. Esto significa que, en teoría, no se necesitan apoyos para el modelo analítico. El modelo CBFEM es más preciso que un modelo de elemento estándar. Esto es una ventaja, pero también provoca una infracción parcial del equilibrio. Por lo tanto, resulta útil aplicar apoyos en los extremos de las vigas relacionadas. Los apoyos deben definirse de manera que permitan el mismo comportamiento de la estructura separada que el que tendría en la estructura completa. El programa deja esto a criterio del ingeniero estructural.
Elemento analizado
El elemento analizado es el elemento investigado sobre el cual se aplican directamente las cargas. Las cargas sobre el elemento analizado pueden aplicarse en el eje del elemento o directamente sobre las chapas individuales del elemento, con el área real de carga. Los elementos analizados se modelan completamente con elementos de tipo lámina.
Modelo del elemento analizado
Elementos relacionados
Los elementos relacionados se dividen en una parte de muñón adyacente al elemento analizado y una parte simplificada en el resto del elemento relacionado. El muñón se modela con elementos de tipo lámina (modelo CBFEM completo) y las partes simplificadas con elementos de viga 1D simples con seis grados de libertad. Solo se modela con elementos de lámina la parte necesaria cercana a la junta con el elemento analizado (el muñón), con el fin de agilizar el cálculo. Los extremos de los elementos relacionados se apoyan mediante restricciones de traslación o rotación definidas por el usuario en cualquier dirección de las coordenadas locales del elemento relacionado.
Modelo de vigas relacionadas
Uniones
Las uniones entre los elementos analizados y relacionados se definen correctamente de la misma manera en que se modelan en IDEA StatiCa Connection. Cabe señalar que no se verifican en IDEA StatiCa Member, ya que esta aplicación trabaja con las cargas críticas para el elemento, no para las uniones. La verificación adecuada de las uniones debe realizarse en IDEA StatiCa Connection.
Apoyos
IDEA StatiCa Member añade el segundo nivel de análisis por elementos finitos del elemento o elementos seleccionados. El primer nivel se realiza en el programa estándar de análisis 3D por elementos finitos. El segundo nivel utiliza los esfuerzos internos calculados en el primer nivel. La estructura cargada de esta manera se encuentra en equilibrio.
Un modelo más preciso (por ejemplo, excentricidades locales de los elementos, longitudes reales de los elementos...) y, especialmente, las imperfecciones impuestas para el análisis GMNIA, provocan que el equilibrio no se mantenga. Se recomienda definir apoyos razonables basados en el criterio del ingeniero estructural.
Se pueden definir apoyos estándar en los extremos de los elementos relacionados. Se pueden eliminar las tres traslaciones y las tres rotaciones mediante apoyos. Los apoyos se definen en el sistema de coordenadas local del elemento.
Apoyos en los extremos de un elemento relacionado – correa; se restringen la dirección x y las 3 rotaciones
Cargas
El elemento analizado (o parte de una estructura) debe cargarse de la misma manera en que está cargado en la estructura completa. El peso propio no se aplica automáticamente; solo se consideran las cargas definidas por el usuario. Se aplican las siguientes cargas:
- Cargas lineales sobre los elementos analizados y relacionados
- Esfuerzos internos en las secciones extremas de los elementos relacionados
Cargas lineales
El ingeniero estructural conoce muy bien las cargas lineales y las cargas puntuales del software de análisis 3D por elementos finitos. Dichas cargas están idealizadas con el fin de representar elementos 1D. No existen en la vida real. Las cargas reales suelen ser planas o superficiales, o bien los elementos se cargan a través de las uniones con otros elementos.
El usuario puede aplicar cargas lineales sobre los elementos analizados, pero debe añadir más detalles: en qué ala o alma se aplica la carga, el ancho del área cargada, etc. Además, es preferible introducir las cargas puntuales como cargas planas de una longitud y un ancho determinados.
Las cargas lineales sobre los elementos relacionados se aplican de la manera estándar, como en el software de análisis 3D por elementos finitos.
La carga puntual se introduce como una carga lineal con un ancho determinado
Esfuerzos en los extremos
Esfuerzos internos en las secciones extremas de los elementos relacionados. Se aplican como acciones sobre los elementos relacionados. Es muy similar a la carga de elementos en los modelos de uniones en IDEA StatiCa Connection.
Esfuerzos internos como acciones de carga en el extremo de un elemento relacionado
Ejemplo práctico
El proceso de montaje del modelo CBFEM se muestra en el siguiente ejemplo.
El proyectista necesita verificar la resistencia frente al pandeo lateral torsional de una viga principal en un pórtico. Si se utiliza el enfoque estándar, todo el pórtico se calcula en el software de análisis 3D por elementos finitos. Después, la viga principal se verifica por separado. Se determinan las condiciones de apoyo; las normativas suelen utilizar la hipótesis de apoyos rígidos o articulados. En general, incluso puede seleccionarse un muelle o una junta semirrígida. Esta decisión es un factor clave en la evaluación de la resistencia al pandeo lateral torsional y depende totalmente de la estimación del proyectista. Los esfuerzos internos calculados se comparan con la resistencia al pandeo lateral torsional determinada mediante fórmulas analíticas.
La aplicación Member utiliza exactamente los mismos principios. El elemento analizado se separa del modelo completo de la estructura. Las condiciones de apoyo no se estiman, sino que todas las partes conectadas se modelan con precisión. El problema de las condiciones de apoyo no queda completamente resuelto debido a la necesidad de apoyar los extremos de los elementos relacionados. Los apoyos de los elementos relacionados dependen de la decisión del proyectista, pero su influencia en la resistencia de carga del elemento analizado es varios órdenes de magnitud menor en comparación con el enfoque estándar.
Ejemplo del modelo de una viga principal con juntas, elementos relacionados y cargas
El elemento analizado AM1 —la viga principal— se carga con una carga continua que actúa sobre el ala superior. Las juntas se modelan y verifican en IDEA StatiCa Connection.
Las columnas son los elementos relacionados en el modelo. Están empotradas en la base. En la parte superior, solo están apoyadas en dirección transversal (y, z). Esto permite cargar las columnas con el peso del resto de la estructura, en este ejemplo mediante una fuerza normal y un momento flector. Sus magnitudes corresponden a los esfuerzos internos resueltos en el modelo 3D en el software de análisis por elementos finitos. No existe ninguna otra carga que actúe sobre las columnas.
Los demás elementos relacionados son las vigas secundarias. Están simplemente apoyadas, y las cargas reales se aplican sobre ellas a lo largo de toda su longitud. En sus extremos, se aplican apoyos simples con la restricción adicional de rotación alrededor del eje longitudinal x.
Por supuesto, el modelo CBFEM también está, en cierta medida, simplificado. No obstante, describe el comportamiento del elemento analizado con mayor precisión que el enfoque estándar basado en fórmulas analíticas y en la estimación de las condiciones de apoyo y del diagrama de momentos flectores.
Las siguientes figuras muestran el comportamiento esperado de la viga principal.
Deformación de la viga principal determinada mediante MNA
Forma del modo de pandeo determinada mediante LBA
Análisis
IDEA StatiCa Member es capaz de realizar tres tipos de análisis:
- Análisis No Lineal Material
- Análisis de Pandeo Lineal
- Análisis No Lineal Geométrico y Material con Imperfecciones
Los primeros dos análisis pueden utilizarse para la verificación normativa de elementos, por ejemplo mediante el Método General (EN 1993-1-1, Cl. 6.3.4), pero en su mayoría se utilizan para la preparación del tercer análisis, el más preciso.
Análisis No Lineal Material (MNA)
El análisis estático no lineal material y lineal geométrico es suficiente para elementos robustos sin problemas de pandeo. El objetivo de la aplicación IDEA StatiCa Member es resolver elementos complicados, por lo que el análisis MNA generalmente no es suficiente para una evaluación completa. Este análisis es necesario para realizar otros tipos de análisis.
Diagramas de material del acero en modelos numéricos
Análisis de Pandeo Lineal (LBA)
En este tipo de análisis, la estructura se considera perfecta, sin imperfecciones geométricas o materiales, y el material es elástico. El análisis de pandeo lineal proporciona el factor αcr: el amplificador mínimo de las cargas de cálculo necesario para alcanzar la resistencia crítica elástica del componente estructural. El factor determina la carga a la que se alcanza la carga crítica de pandeo de Euler. La carga de pandeo real de una estructura real e imperfecta puede ser mucho menor, por lo que se recomienda un margen de seguridad elevado:
- αcr > 15 – utilizar MNA
- αcr < 15 – utilizar GMNIA
Otro resultado del LBA de igual importancia es la forma del modo de pandeo. Esta proporciona información sobre qué parte de la estructura modelada pierde estabilidad. El usuario debe revisar todos los modos de pandeo y seleccionar los relevantes para la aplicación de imperfecciones. Las formas de los modos de pandeo relevantes suelen causar una deflexión en forma de media onda sinusoidal del elemento analizado o un pandeo local de placas esbeltas.
Formas de los modos de pandeo
La forma del modo de pandeo también nos proporciona información sobre si el elemento falla por pandeo por flexión alrededor del eje débil o del eje fuerte, por pandeo torsional (columnas cargadas axialmente), por pandeo lateral torsional (vigas flectadas) o por pandeo local (elementos con placas esbeltas). Cabe señalar que, en estructuras complejas, las formas de los modos de pandeo pueden combinar el pandeo de varios elementos con formas diversas. Además, si se modela un pórtico completo, este pandeará como un conjunto y no las columnas y la viga principal por separado.
Pandeo por flexión, pandeo torsional, pandeo lateral torsional
Para calcular los modos de pandeo se utiliza el algoritmo de Lanczos.
Una limitación de este algoritmo es que, si existen varias formas de pandeo para el mismo factor de pandeo o para factores muy similares, el método solo es capaz de calcular una de las formas. Esto puede darse típicamente en estructuras de paredes finas, para las cuales las formas correspondientes a un único factor de pandeo pueden adoptar muchas configuraciones, por lo que el usuario debe ser consciente de esta limitación.
Para cada forma de pandeo, siempre existe una segunda forma de pandeo con el mismo factor de pandeo, pero con la deformación opuesta. Esto debe tenerse en cuenta al combinar formas para constituir una imperfección para GMNIA: el usuario puede querer utilizar una forma de pandeo con el signo opuesto si la forma resultante es más crítica en combinación con un modo de pandeo diferente.
Las formas de los modos de pandeo se utilizan directamente para la aplicación de imperfecciones en el tipo de análisis más sofisticado: GMNIA.
Análisis No Lineal Geométrico y Material con Imperfecciones (GMNIA)
El análisis no lineal geométrico y material con imperfecciones es el tipo de análisis más sofisticado para cargas estáticas. Todas las imperfecciones (espesor variable de las placas, falta de rectitud, tensiones residuales, no homogeneidades en el material, desalineación de los apoyos...) se sustituyen por imperfecciones geométricas equivalentes y pueden definirse utilizando las formas de los modos de pandeo calculadas mediante LBA. El usuario selecciona la amplitud máxima de la forma del modo de pandeo utilizada para la imperfección. La descripción de las imperfecciones se encuentra en el capítulo siguiente.
Interpretación de los resultados
La mayoría de las normativas de diseño reconocen dos estados límite: el de servicio y el último.
Estado límite de servicio
Las normativas de diseño establecen límites para la deformación de los elementos. Estos pueden verificarse comparando la deformación del elemento analizado con dichos límites.
Estado límite último
El estado límite último puede alcanzarse mediante la obtención de un valor límite de la deformación principal de membrana —recomendado en el 5 %— o mediante la obtención de la carga máxima para elementos susceptibles al pandeo. La carga máxima se alcanza cuando el solver deja de converger (ya que el modelo se carga mediante fuerzas y no mediante desplazamientos). El fin de la convergencia significa que no puede aplicarse ningún incremento de carga adicional al modelo, y el análisis puede detenerse por debajo del 100 % de la carga definida. La rama descendente del diagrama carga-deformación no puede capturarse.
Fin de la convergencia en GMNIA
Imperfecciones
Las imperfecciones son inexactitudes en los apoyos, tensiones residuales en los elementos, espesores variables de las placas, falta de rectitud de los elementos, etc. Todas estas imperfecciones se simulan mediante una imperfección geométrica equivalente. Pueden considerarse tres tipos de imperfecciones geométricas:
- Imperfecciones globales de la estructura
- Imperfecciones locales de los elementos
- Imperfecciones locales de placas esbeltas de los elementos
Existen directrices, por ejemplo, en EN 1993-1-1 y EN 1993-1-5 para cada tipo de imperfección.
Cabe señalar que, en general, deben investigarse las formas de imperfección con signo positivo y negativo (direcciones diferentes). Solo si la geometría es simétrica, ambas direcciones de imperfección proporcionan los mismos resultados, y solo es necesario investigar una de ellas.
Imperfecciones globales
Las imperfecciones globales de la estructura se describen en EN 1993-1-1, Cl. 5.3.2 (3). La estructura debe inclinarse en forma de imperfección de desplome equivalente según la figura siguiente.
Imperfección de desplome equivalente (a partir de EN 1993-1-1 – Figura 5.2)
El ángulo de imperfección es:
donde:
- ϕ0 = 1/200 – valor básico de la imperfección
- – factor de reducción por altura h aplicable a columnas
- h – altura de la estructura en metros
- – factor de reducción por el número de columnas en una fila
- m – número de columnas en una fila, incluyendo únicamente aquellas columnas que soportan una carga vertical NEd no inferior al 50 % del valor medio de la columna en el plano vertical considerado
Las imperfecciones globales deben aplicarse a la estructura en el modelo de análisis global para obtener las cargas correctas. No es necesario aplicar también las imperfecciones globales al modelo en la aplicación IDEA StatiCa Member si, por ejemplo, solo se analiza una viga.
Imperfecciones locales de los elementos
Las imperfecciones locales de los elementos se describen en EN 1993-1-1, Cl. 5.3.2 (3). Las imperfecciones se consideran en forma de imperfección de arco local, con amplitud e0/L, donde L es la longitud teórica del elemento (distancia entre nodos).
Valores de cálculo de las imperfecciones iniciales de arco local (a partir de EN 1993-1-1 – Tabla 5.1)
Se utiliza el análisis plástico, por lo que debe emplearse la columna derecha de la tabla. La amplitud e0 debe seleccionarse según la tabla anterior para elementos predominantemente comprimidos en los que se espera pandeo por flexión, torsional o flexo-torsional. Si el elemento está predominantemente flectado y el modo de fallo principal es el pandeo lateral torsional, la amplitud e0 puede reducirse mediante el factor k = 0,5, según EN 1993-1-1, Cl. 5.3.4 (3).
Se muestran dos ejemplos:
Ejemplo 1: Columna
Una columna con una longitud de 4 m está cargada por una fuerza axial y tiene αcr = 1,4 para el pandeo alrededor del eje fuerte y αcr = 1,5 alrededor del eje débil. Los demás valores son significativamente más altos. Deben verificarse dos casos:
- Pandeo alrededor del eje fuerte: según la Tabla 6.2, se selecciona la curva de pandeo a, que corresponde a una amplitud de imperfección e0 / L = 1 / 250 para el análisis plástico. Por lo tanto, se aplica una amplitud de 4000 / 250 = 16 mm a la primera forma del modo de pandeo. Se ejecuta GMNIA y se evalúan los estados límite.
- Pandeo alrededor del eje débil: según la Tabla 6.2, se selecciona la curva de pandeo b, que corresponde a una amplitud de imperfección e0 / L = 1 / 200 para el análisis plástico. Por lo tanto, se aplica una amplitud de 4000 / 200 = 20 mm a la segunda forma del modo de pandeo. Se ejecuta GMNIA y se evalúan los estados límite.
Debe utilizarse la resistencia de carga mínima. Alternativamente, ambos modos de pandeo pueden utilizarse simultáneamente, lo que conduce a un resultado más seguro y a un tiempo de cálculo más rápido.
Ejemplo 2: Viga
Una viga con una luz teórica (distancia entre nodos) de 6 m está cargada por una carga transversal. El LBA muestra que la primera forma del modo de pandeo es el pandeo lateral torsional, con αcr = 1,9. Las demás formas de los modos de pandeo presentan valores de αcr significativamente más altos. Según la Tabla 6.4, se selecciona la curva de pandeo a, que corresponde a una amplitud e0 / L = 1 / 250. Dado que se investiga el pandeo lateral torsional, puede utilizarse el factor k0 = 0,5. Se aplica una amplitud de 0,5 • 6000 / 250 = 12 mm al primer modo de pandeo. Se ejecuta GMNIA y se evalúan los estados límite
Imperfecciones locales de placas esbeltas de los elementos
Si los elementos son de clase 4, también deben aplicarse imperfecciones locales de las placas. La amplitud de imperfección del panel debe ser a / 200, donde a es la luz más corta del panel, según EN 1993-1-5, Cl. C.5.
Pandeo local de placas esbeltas
Aunque GMNIA debería ser un análisis adecuado para la evaluación de elementos esbeltos, actualmente no se han realizado suficientes verificaciones y validaciones para confirmar que el modelo es seguro. Por lo tanto, de momento no se recomienda utilizar IDEA StatiCa Member para elementos esbeltos (clase 4).
Influencia de las imperfecciones en el análisis numérico de placas esbeltas
Aplicación de imperfecciones en IDEA StatiCa Member
IDEA StatiCa Member permite aplicar imperfecciones en las formas de los modos de pandeo, con la amplitud máxima en valor absoluto elegida por el usuario. Generalmente, es suficiente con la primera forma del modo de pandeo con la amplitud máxima según la Tabla 5.1 de EN 1993-1-1. Para elementos con sección de clase 4, deben considerarse más formas de modos de pandeo y utilizarse una combinación de al menos dos modos de pandeo. Especialmente en un modelo con varios elementos analizados, deben seleccionarse varias formas de modos de pandeo.
Las imperfecciones geométricas son equivalentes y no deben incluirse en la evaluación de los resultados, por ejemplo, en la deformación en el estado límite de servicio. Por lo tanto, al visualizar los resultados, solo se muestran las deformaciones debidas a la carga sobre una estructura no deformada por las imperfecciones.
Diseño avanzado según AISC 360-16
AISC 360-16 no hace referencia directa al diseño de elementos mediante un análisis por elementos finitos utilizando elementos de tipo lámina, por lo que se recomienda utilizar una guía mucho más detallada en EN 1993-1-5. El Comentario 1.3.3b hace referencia a ECCS: Ultimate Limit State Calculation of Sway Frames with Rigid Joints (1984), donde se utiliza el concepto de imperfección geométrica equivalente. El diseño mediante análisis inelástico se trata en el Apéndice 1.3. El análisis inelástico debe tener en cuenta:
- las deformaciones por flexión, cortante, axiales y torsionales de los elementos, y todas las demás deformaciones de componentes y uniones que contribuyan a los desplazamientos de la estructura, lo cual queda cubierto mediante el uso de GMNIA y un elemento compuesto por elementos de tipo lámina
- los efectos de segundo orden (incluidos los efectos P-Δ, P-δ y de torsión), lo cual queda cubierto mediante el uso de GMNIA
- las imperfecciones geométricas, definidas por el usuario mediante la forma del modo de pandeo obtenida del análisis LBA
- las reducciones de rigidez debidas a la inelasticidad, incluyendo la plastificación parcial de la sección transversal, que puede acentuarse por la presencia de tensiones residuales; no es posible definir la tensión residual en el elemento. Sin embargo, según el Apéndice 1.3.3c, el modelado de tensiones residuales puede sustituirse mediante la reducción del módulo elástico, E, y del módulo de cortante, G, en un factor de 0,8.
- la incertidumbre en la resistencia y la rigidez del sistema, del elemento y de la unión, lo cual queda cubierto mediante el uso de imperfecciones geométricas y la reducción de rigidez
El Apéndice 1.3.3b establece: "En todos los casos, el análisis deberá modelar directamente los efectos de las imperfecciones iniciales debidas tanto a los puntos de intersección de los elementos desplazados de sus posiciones nominales (imperfecciones del sistema) como a la falta de rectitud inicial o a los desplazamientos de los elementos a lo largo de su longitud (imperfecciones del elemento). La magnitud de los desplazamientos iniciales deberá ser la máxima considerada en el diseño; el patrón de los desplazamientos iniciales deberá ser tal que proporcione el mayor efecto desestabilizador."
Las imperfecciones geométricas se describen en el Comentario C2.2: "Las imperfecciones geométricas iniciales se asumen, de manera conservadora, iguales a las tolerancias máximas de material, fabricación y montaje permitidas en el AISC Code of Standard Practice (AISC, 2016a): una falta de rectitud del elemento igual a L / 1000, donde L es la longitud del elemento entre puntos de arriostramiento o de entramado, y una falta de aplomo del pórtico igual a H / 500, donde H es la altura de la planta."
Se recomienda aplicar la falta de aplomo en el software de análisis 3D por elementos finitos y la falta de rectitud en la aplicación IDEA StatiCa Member.
Resumen:
Si se decide utilizar el enfoque de AISC, aplique la falta de aplomo H / 500 en el software de análisis 3D por elementos finitos, la falta de rectitud L / 1000 en Member, y reduzca el módulo de elasticidad en tracción/compresión y en cortante mediante un factor de 0,8. Cabe señalar que este procedimiento no cubre los problemas complejos derivados de varios factores de modos de pandeo cercanos entre sí.
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